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拉伸试验检测方法

拉伸试验检测方法

拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。从高温下进行的拉伸试验可以得到蠕变数据。金属拉伸试验的步骤可参见ASTM E-8标准。塑料拉伸试验的方法参见ASTM D-638标准、D-2289标准(高应变率)和D-882标准(薄片材)。ASTM D-2343标准规定了适用于玻璃纤维的拉伸试验方法;ASTM D-897标准中规定了适用于粘结剂的拉伸试验方法;ASTM D-412标准中规定了硬橡胶的拉伸试验方法。

1拉伸试验步骤

(-)低碳钢拉伸试验

1.准备试件。用标距仪在原始标距 范围内刻划圆周线(或用小钢冲打小冲点),将标距内分为等长的10格。用游标卡尺在试件原始标距内的两端及中间处两个相互垂直的方向上各测一次直径,取其算术平均值作为该处截面的直径,然后选用三处截面直径的最小值来计算试件的原始截面面积A。(取三位有效数字)。

2.调整试验机。根据低碳钢的抗拉强度σb和原始横截面面积估算试件的最大载荷,配置相应的摆锤,选择合适的测力度盘。开动试验机,使工作台上升10mm左右,以消除工作台系统自重的影响。调整主动指针对准零点,从动指针与主动指针靠拢,调整好自动绘图装置。     

注:以上针对液压系列适用,电子系列无需该步骤操作。

3.装夹试件。先将试件装夹在上夹头内,再将下夹头移动到合适的夹持位置,最后夹紧试件下端。

4.检查与试车。请实验指导教师检查以上步骤完成情况。开动试验机,预加少量载荷(载荷对应的应力不能超过材料的比例极限),然后卸载到零,以检查试验机工作是否正常。

5.进行试验。点击启动试验机,缓慢而均匀地加载,仔细观察测力指针转动和绘图装置绘出 图的情况。注意捕捉屈服荷载值,将其记录下来用以计算屈服点应力值σS,屈服阶段注意观察滑移现象。过了屈服阶段,加载速度可以快些。将要达到最大值时,注意观察缩颈现象。试件断后立即停车,记录最大荷载值。

6.取下试件和记录纸。

7.用游标卡尺测量断后标距。

8.用游标卡尺测量缩颈处最小直径d1

(二)铸铁拉伸试验

1.准备试件。除不必刻线或打小冲点外,其余都同低碳钢。

2.调整试验机和自动绘图装置,装好试件,对以上工作进行检查(与低碳钢拉伸试验时的步骤相同)。

3.进行实验。开动试验机,缓慢均匀地加载,直至试件被拉断。关闭试验机,记录拉断时的最大荷载值,取下试件和记录纸。

(四)结束实验。

请指导教师检查试验记录。将试验设备、工具复原,清理试验场地。最后整理数据,完成试验报告。

2拉伸试验

测定材料在拉伸载荷作用下的一系列特性的试验,又称抗拉试验。它是材料机械性能试验的基本方法之一,主要用于检验材料是否符合规定的标准和研究材料的性能。

3性能指标

拉伸试验可测定材料的一系列强度指标和塑性指标。强度通常是指材料在外力作用下抵抗产生弹性变形、塑性变形和断裂的能力。材料在承受拉伸载荷时,当载荷不增加而仍继续发生明显塑性变形的现象叫做屈服。产生屈服时的应力,称屈服点或称物理屈服强度,用σS(帕)表示。工程上有许多材料没有明显的屈服点,通常把材料产生的残余塑性变形为 0.2%时的应力值作为屈服强度,称条件屈服极限或条件屈服强度,用σ0.2 表示。材料在断裂前所达到的最大应力值,称抗拉强度或强度极限,用σb(帕)表示。

试验仪器及配套

拉伸试验

塑性是指金属材料在载荷作用下产生塑性变形而不致破坏的能力,常用的塑性指标是延伸率和断面收缩率。延伸率又叫伸长率,是指材料试样受拉伸载荷折断后,总伸长度同原始长度比值的百分数,δ表示。断面收缩率是指材料试样在受拉伸载荷拉断后,断面缩小的面积同原截面面积比值的百分数,用ψ表示。

条件屈服极限σ0.2、强度极限σb、伸长率 δ和断面收缩率ψ是拉伸试验经常要测定的四项性能指标。此外还可测定材料的弹性模量E、比例极限σp、弹性极限σe等。

试验方法 拉伸试验在材料试验机上进行。试验机有机械式、液压式、电液或电子伺服式等型式。试样型式可以是材料全截面的,也可以加工成圆形或矩形的标准试样。钢筋、线材等一些实物样品一般不需要加工而保持其全截面进行试验。试样制备时应避免材料组织受冷、热加工的影响,并保证一定的光洁度。

试验时,试验机以规定的速率均匀地拉伸试样,试验机可自动绘制出拉伸曲线图。对于低碳钢等塑性好的材料,在试样拉伸到屈服点时,测力指针有明显的抖动,可分出上、下屈服点(和),在计算时,常取材料的 δψ可将试验断裂后的试样拼合,测量其伸长和断面缩小而计算出来。

4拉伸曲线图

由试验机绘出的拉伸曲线,实际上是载荷-伸长曲线(见图),如将载荷坐标值和伸长坐标值分别除以试样原截面积和试样标距,就可得到应力-应变曲线图。图中op部分呈直线,此时应力与应变成正比,其比值为弹性模量,Pp是呈正比时的最大载荷,p点应力为比例极限σp。继续加载时,曲线偏离op,直到 e点,这时如卸去载荷,试样仍可恢复到原始状态,若过e点试样便不能恢复原始状态。e点应力为弹性极限σe。工程上由于很难测得真正的σe,常取试样残余伸长达到原始标距的0.01%时的应力为弹性极限,σ0.01 表示。继续加载荷,试样沿es曲线变形达到s点,此点应力为屈服点σS或残余伸长为 0.2%的条件屈服强度σ0.2。过s点继续增加载荷到拉断前的最大载荷b,这时的载荷除以原始截面积即为强度极限σb。在 b点以后,试样继续伸长,而横截面积减小,承载能力开始下降,直到 k点断裂。断裂瞬间的载荷与断裂处的截面的比值称断裂强度。

目前能进行拉伸试验的实验室主要有环境可靠性与电磁兼容试验中心航天环境可靠性试验与检测中心等。

试验仪器及配套

l为拉伸标准试样及拉断后试样,试样上予先标出标距长度。

2为一般结构钢的拉伸(载荷一伸长)关系图

[]:图中 L0=原始标距长度 F0=原始试样截面积 Ll=断后标距长度 Fl=断后截面积

5拉伸夹具

拉伸夹具本身就是一个锁紧机构。在结构上没有固定的模式, 根据不同的试样及试验力大小,在结构上差别很大.大试验力的试样一般采用斜面夹紧结构,随试验力的增加,夹紧力随之增加,台肩试样采用悬挂结构等,如果夹具按结构划分,可分为楔形类夹具(指采用斜面锁紧原理结构的夹具)、对夹类夹具(指采用单面或双面螺纹顶紧原理结构的夹具)、缠绕类夹具(指试样通过缠绕方式锁紧的夹具)、偏心类夹具指采用(偏心锁紧原理结构的夹具)、杠杆类夹具(指采用杠杆力放大原理结构的夹具)、台肩类夹具(指适用于台肩试样的夹具)、螺栓类夹具(指适用于螺栓、螺钉、螺柱等测试螺纹强度的夹具)、90°剥离类夹具(指适用于两试样进行垂具,直剥离的夹具)等。我们知道机械上的锁紧结构有:缧纹(即螺纹,螺钉,螺母)、斜面、偏心轮、杠杆等,夹具就是这些结构的组合体这些夹具的结构各有各的优缺点,例如:楔形夹具,初始夹紧力小,随试验力增加。夹紧力随之增加。对夹夹具,初始夹紧力大,随试验力增加。夹紧力随之减小。

6执行标准

GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验方法》

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点击次数:  更新时间:2016-09-26 09:26:16  【打印此页】  【关闭